Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A72025

Hankkeen nimi: INKI Innovatiivinen kiertotalous - raaka-aineet omasta maakunnasta

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.6.2016 ja päättyy 31.12.2017

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Pirkanmaan liitto

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Jyväskylän yliopisto

Organisaatiotyyppi: Yliopisto

Y-tunnus: 0245894-7

Jakeluosoite: PL 35

Puhelinnumero: 014 260 1211

Postinumero: 40014

Postitoimipaikka: Jyväskylän yliopisto

WWW-osoite: http://www.jyu.fi/kemia

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: VÄISÄNEN ARI OLAVI

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Yliopistonlehtori

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: ari.o.vaisanen(at)jyu.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 040 805 3719

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely: Vain yksi hakija

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Hankkeen tavoitteena on tuottaa merkittävää uutta tietoa ja selektiivisiä uuttomenetelmiä kriittisten metallien (PGM, REE, kulta, telluuri, indium, skandium, rubidium ja fosfori) talteenottoon erilaisista jätemateriaaleista kuten voimalaitostuhkasta ja jätevedestä. Tutkimuksessa kehitetään menetelmiä Euroopan unionin listaamien kriittisten raaka-aineiden tunnistamiseksi ja talteen ottamiseksi. Tämä innovatiivinen ajattelu mahdollistaa kriittisten metallien talteenoton jätemateriaaleista korkean teknologian tuotteiden valmistajille sen sijaan, että jouduttaisiin louhimaan mineraaleja. Fosforin riittävyys on viime aikoina noussut huolenaiheeksi, mikä johtaa vääjäämättä fosforin kiertotalouteen. Biopolton tuhka ja jätevedet ovat merkittäviä fosforin lähteitä, ja lisäksi niiden sisältämä fosfaatti on suhteellisen helposti kierrätettävissä. Tässä tutkimuksessa ns. High Tech metallit ja fosfori voidaan ottaa talteen maakunnan jätevirroista, mikä tuo työllisyyttä ja merkittävää osaamista ja sitä kautta hyvinvointia maakuntaan.

Yksi tärkeimmistä asioista tässä hankkeessa on kyky analysoida kriittisten metallien erittäin alhaiset pitoisuudet etenkin jätevesissä. Tämä voidaan toteuttaa ainoastaan ICP-MS tekniikkaa käyttäen. Tässä hankkeessa uusi ICP-MS -laite validoidaan kriittisten metallien sekä hopea- ja titaanidioksidi- nanopartikkeleiden (Ag-NP ja TiO2-NP) hyvin pienten pitoisuuksien analysointiin. Uutta teknologiaa edustavan ICP-MS -laitteen mittaustapahtuma on niin nopea, että sillä kyetään analysoimaan jopa yksittäisiä nanopartikkeleita. Nanopartikkeleiden, erityisesti hopeananopartikkeleiden, kohtalo ympäristössä on aiheuttanut huolta, koska niiden käyttömäärät ovat kasvaneet merkittävästi. Nanopartikkelipitoisuuksia tullaan analysoimaan käsitellyistä jätevesistä, jotka kerätään Nenäinniemen jätevedenpuhdistamolta. ICP-MS laitehankinta vahvistaa entisestään metallianalytiikan vahvaa asemaa Jyväskylän yliopistossa ja nostaa metallianalytiikan osaamisen maailmansarjaan.

Onnistuessaan tämä hanke avaa innovatiivisia mahdollisuuksia jätemateriaalien hyödyntämiselle. Tämä mahdollistaa uudenlaista liiketaloudellista toimintaa, missä yhdistyvät kiertotalous, ympäristöosaaminen, prosessiteknologia, metallintuotanto ja jopa älykkäiden materiaalien kehitys. Kun hankkeessa kehitettyjä prosesseja hyödynnetään edelleen, on tulevaisuudessa mahdollista saavuttaa hiilineutraaleja ratkaisuja, ympäristön omavaraisuutta ja suljettuja kiertoja, joissa luonnonvaroja säästetään ja energiaa käytetään tehokkaasti.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Uuden osaamisen myötä Jyväskylän yliopistolle saadaan aikaan osaamiskeskittymä jäteveden ja luonnonvesien metallien ja nanopartikkeleiden analytiikkaan liittyen. Tämän lisäksi hankkeessa kehitetään EU:n listaamien kriittisten raaka-aineiden talteenottoa, mikä lisää entisestään Jyväskylän yliopiston ja Jyväskylän Energia Oy:n tietotaitoa. Hankkeesta hyötyy edelleen Jyväskylän seudun puhdistamo Oy, jonka yhtenä tulonlähteenä voi lähitulevaisuudessa olla metallien talteenotto jätevedestä. Kriittisiksi luokitelluista aineista ainakin fosforin talteenotto tulee varmuudella ajankohtaiseksi ja kannattavaksi todennäköisesti hyvin nopeasti.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Tutkimuksen avulla tuotetaan ainutlaatuista tietoa ensisijaisesti Jyväskylän yliopistolle ja Jyväskylän Energia Oy:lle, mutta välillisesti tästä hyötyy koko Jyväskylän kaupunki. Tässä hankkeessa tuotettua tietoa High Tech metallien ja fosforin talteenotosta voivat jatkossa hyödyntää eri kuntien jätevedenpuhdistamot sekä tuhkaa tuottavat yritykset. Jatkossa Jyväskylän yliopisto voi tarjota nanopartikkeleiden analytiikkaan analyysipalvelua, jolloin sitä voi hyödyntää mm. LUKE:n ja SYKE:n Jyväskylän toimipisteet.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 96 349

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 94 065

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 137 642

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 134 686

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Keski-Suomi

Seutukunnat: Jyväskylän

Kunnat: Jyväskylä

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Survontie 9

Postinumero: 40500

Postitoimipaikka: Jyväskylä

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Ei
Hankkeen valmistelussa on pohdittu sukupuolen mahdollista vaikutusta toimenpiteisiin ja toimintaympäristöön. Hankkeen toimenpiteet on todettu luonteeltaan sukupuolineutraaleiksi.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Ei
Hankkeen toimenpiteet on arvioitu luonteeltaan sukupuolineutraaleiksi.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Koska päätavoite ei ole sukupuolten tasa-arvon edistäminen, ei hankkeeseen ole sisällytetty erillisiä toimenpiteitä tasa-arvon edistämiseksi.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 8 10
Hankkeessa edistetään sivuvirtojen hyödyntämistä uudella innovatiivisella tavalla. Tämä vähentää neitseellisten luonnonvarojen käyttöä.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 8 9
Hankkeessa edistetään uusiutuvia energiaratkaisuja ja kannustetaan biopohjaisten polttoaineiden käyttöön. Hanke edistää edelleen vähähiilisten ratkaisujen kehittämistä.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 6 8
Hankkeessa kehitetään menetelmiä jäte- ja luonnonvesien nanopartikkelipitoisuuksien analysoimiseksi sekä niiden ekologisen riskin arviointiin. Jatkossa puhdistetun jäteveden ja luonnonvesien laatua voidaan tarkkailla tehokkaasti sekä arvioida nanopartikkeleiden vaikutuksia eliöihin ja kasveihin. Tällä on luonnon monimuotoisuutta ja hyvinvointia edistävä vaikutus.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 7 10
Hankkeessa selvitetään jäteveden sisältämien kriittisten metallien ja fosforin pitoisuuksia. Tämän lisäksi kehitetään menetelmiä niiden talteen ottamiseksi, jolloin jätevedenpuhdistamot saavat jatkossa lisätuloja kriittisten raaka-aineiden tuottajina. Tämä kannustaa vesien puhdistukseen entistä tehokkaammin, jolloin ympäristön kuormitus vähenee.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 7 8
Luonnon monimuotoisuus sekä harvinaisten ja uhanalaisten lajien suojelu ovat keskeisiä tavoitteita toiminnassamme. Nanopartikkeleiden ympäristövaikutusten arviointiin kehitettävät menetelmät edistävät omalta osaltaan tutkimusta, jonka päämääränä on uhanalaisten lajien selviytyminen.
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 9 10
Hankkeessa kehitetään innovatiivisia ratkaisuja sivuvirtojen hyödyntämiseen ja materiaalitehokkuuden parantamiseen.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 9 10
Hankkeessa erotetaan EU:n kriittisiksi luokittelemia metalleja sekä fosforia biopolttoaineen poltossa muodostuvasta tuhkasta, mikä edistää biopolttoaineiden käyttöä. Biopolttoaineille saadaan lisäarvoa, kun energian lisäksi tuhkasta saadaan vielä arvokkaita jakeita talteen. Tämä johtaa energiantuotannon omavaraisuuteen ja vähentää riippuvuutta tuontipolttoaineista.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 10 10
Paikallisesti suurimpia hyötyjiä ovat Jyväskylän Energia Oy ja jätevedenpuhdistamo. Molemmat yritykset saavat merkittävää kilpailuetua muihin suomalaisiin toimijoihin verrattuna. Molempien toimintaa saadaan ohjattua entistä enemmän kiertotalouteen ja hiilineutraaliin toimintaan. Energiapuun korjuun lisääntyminen lisää työllisyyttä maakunnassa.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 10 10
Jyväskylän yliopiston kemian laitos syventää osaamistaan kriittisten metallien talteenotosta. Tämän lisäksi yhteistyössä SYKE:n kanssa kehitetään nanopartikkeleiden ympäristövaikutusten arviointiin menetelmä, mikä on ensimmäinen laatuaan Suomessa. Maailmanlaajuisestikin tämä on hyvin ainutlaatuista. Tuloksena tästä Ylistönrinteen kampuksen henkinen pääoma lisääntyy merkittävästi.
Liikkuminen ja logistiikka 6 9
Hanke edistää energiatehokkuutta ja vähähiilisyyttä lisäämällä kotimaisten biopolttoaineiden käyttöä. Tämä vähentää polttoaineiden kuljetusmatkoja sekä kustannuksia.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 6 8
Tutkimuksella edistetään maakunnan ihmisten hyvinvointia ja hankkeessa kehitettävät menetelmät ovat siirrettävissä maailmanlaajuisesti.
Tasa-arvon edistäminen 10 10
Jyväskylän yliopiston kemian laitoksen periaatteiden mukaisesti kaikkia tulee kohdella aina tasa-arvoisesti.
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 7 8
Hankkeessa tehtävä tutkimus ja kehitettävät menetelmät edistävät luonnon monimuotoisuutta ja ohjaavat maakunnan toimintoja kohti kiertotaloutta. Puhdas luonto on etuoikeus kaikille ja vähentää osaltaan eriarvoisuutta.
Kulttuuriympäristö 5 8
Tämä hanke edistää energiapuun korjuuta, mikä tulee näkymään metsien ja varsinkin erilaisten heikosti tuottavien metsien raivaamisena. Hyvin hoidetut metsät ovat erinomaisia virkistysalueita.
Ympäristöosaaminen 8 9
Ympäristöosaaminen on hyvin keskeisessä asemassa tässä hankkeessa. Hankkeen tarkoituksena on nimenomaan säästää luontoa ja edistää sivuvirtojen hyödyntämistä sekä kehittää ekologisen riskinarviointiin menetelmiä.

9 Loppuraportin tiivistelmä

INKI-hanke, Innovatiivinen kiertotalous - raaka-aineet omasta maakunnasta, toteutettiin yhteistyössä Jyväskylän Energia Oy:n ja Jyväskylän Seudun Puhdistamo Oy:n kanssa vastaamaan kriittisten raaka-aineiden kierrätykseen liittyviin tarpeisiin ja haasteisiin, sekä toisaalta nanopartikkeleiden analytiikkaan liittyviin avoinna oleviin kysymyksiin.
Jätevesilietteessä havaittiin merkittäviä pitoisuuksia harvinaisia maametalleja, palladiumia sekä fosforia. Harvinaiset maametallit ja palladium saadaan hankkeessa kehitetyllä menetelmällä liuotettua lietteestä tehokkaasti, ja niiden talteenottoon voidaan käyttää tarkoitukseen suunniteltuja metallisieppareita (metal scavengers). Fosfori voidaan erottaa lietteen muista komponenteista ja saostaa lannoiteteollisuuden käyttöön soveltuvana alumiinifosfaattina.
Hankkeessa kehitettiin Suomessa ainutlaatuinen menetelmä nanopartikkelien analysoimiseksi vesinäytteistä ja lietteistä. Tämän hankkeen toteuttamisessa keskeisessä asemassa on kemian laitokselle hankittu ICP-MS-laitteisto, jolla voidaan analysoida erittäin pieniä alkuainepitoisuuksia sekä yksittäisten nanopartikkeleiden määrä ja kokojakauma. Jätevedenpuhdistamolle tulevassa vedessä havaittiin hopeananopartikkeleita, jotka päätyvät puhdistusprosessissa lietteeseen. Puhdistetussa jätevedessä hopeananopartikkelien pitoisuudet olivat hyvin alhaisia, mikä osoittaa puhdistusprosessin poistavan niistä yli 99%.
Tämän perusteella jatkossa olisikin syytä tarkastella nanopartikkeleiden haittavaikutuksia puhdistamolietteen käyttökohteissa.

10 Esimerkkihanke

Viranomainen on merkinnyt hankkeen esimerkkihankkeeksi